全數(shù)字交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的研究和開發(fā).pdf

1、制造自動化技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分，它以數(shù)控機床為核心。隨著科技的發(fā)展以及國內(nèi)外市場競爭的加劇，制造自動化技術(shù)對數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。因此，為了迎接21世紀制造業(yè)的挑戰(zhàn)，對主軸驅(qū)動系統(tǒng)進行研究和開發(fā)是非常必要的。本文重點研究了基于磁場定向理論和數(shù)字信號處理器（DSP）的全數(shù)字PWM交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下：從磁場定向理論出發(fā)，揭示交流異步電機高性能控制的本質(zhì)，分析交流異步電機矢量控制原理與實現(xiàn)方法，得

2、到交流電機數(shù)字化控制統(tǒng)一設(shè)計的理論根據(jù)?；谝?guī)范化、統(tǒng)一化和全數(shù)字化設(shè)計原則，提出并設(shè)計了基于高性能DSP的交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)控制方案，建立了一個軟、硬件資源豐富的系統(tǒng)研究平臺。從簡化數(shù)字運算、便于參數(shù)修改出發(fā)，對控制變量表達形式及信號處理方式進行研究。采用標么值變量表述形式，指出不同數(shù)據(jù)格式變量的浮點數(shù)運算方法，提高了運算速度和控制精度。充分討論了交流電機數(shù)字控制中的特殊問題和影響控制性能的因素，采用變步長和變PI等技術(shù)手段，使系統(tǒng)性能

3、得到了改善。大量的實驗結(jié)果表明系統(tǒng)硬件設(shè)計合理、軟件編寫正確、采用的相關(guān)措施有效。全數(shù)字PWM交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵在于如何實時地得到PWM開關(guān)信號。常用的PWM波形算法有兩種，即傳統(tǒng)的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）方法和空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）方法。本文深入分析和比較了這兩種調(diào)制方法，指出SVPWM方法在減小電動機電流諧波損耗方面、電壓母線利用率和數(shù)字化實現(xiàn)等方面都具有明顯的優(yōu)勢。本文還對利用CPLD實現(xiàn)多軸矢量控制運動系統(tǒng)進行了研究